چگونه موتورهای الکتریکی کنترل می شوند

چگونه موتورهای الکتریکی کنترل می‌شوند؟

تعریف موتورهای الکتریکی

موتورهای الکتریکی سیستم‌هایی هستند که عملکرد موتورهای الکتریکی را، از جمله شروع، کنترل سرعت و ترمز کنترل می‌کنند.

اهمیت کنترل

کنترل موتورهای الکتریکی برای جلوگیری از خسارت ناشی از تغییرات ناگهانی ولتاژ یا جریان ضروری است.

کنترل حلقه بسته

سیستم‌های کنترل می‌توانند سیستم کنترل باز یا حلقه بسته باشند. در سیستم کنترل باز، خروجی تأثیری بر ورودی ندارد و کنترل مستقل از خروجی است. در مقابل، یک سیستم حلقه بسته از بازخورد خروجی برای تنظیم ورودی استفاده می‌کند. اگر خروجی فراتر از مقدار تعیین شده باشد، ورودی کاهش می‌یابد و بالعکس. کنترل حلقه بسته در موتورهای الکتریکی به محافظت سیستم، افزایش سرعت پاسخ و بهبود دقت کمک می‌کند.

• حفاظت

• افزایش سرعت پاسخ

• بهبود دقت حالت ماندگار

در بحث‌های بعدی، ما از طریق ترکیبات مختلف حلقه بسته که در موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند، بدون توجه به نوع تغذیه آنها (DC یا AC) مشاهده خواهیم کرد.

کنترل محدودیت جریان

در زمان شروع، موتورها می‌توانند جریان بزرگی را تجربه کنند اگر احتیاط لازم رعایت نشود. یک کنترل‌کننده محدودیت جریان برای مدیریت این موضوع استفاده می‌شود. این کنترل‌کننده جریان را می‌رسد و اگر آن فراتر از حد امنیتی باشد، حلقه بازخورد فعال شده و جریان را کاهش می‌دهد. یکبار که به سطح امنیتی برگشت، حلقه بازخورد غیرفعال شده و عملکرد عادی تضمین می‌شود.

کنترل گشتاور حلقه بسته

این نوع کنترل‌کننده گشتاور عموماً در وسایل نقلیه باتری‌پیشران مثل خودروها و قطارها دیده می‌شود. آکسلراتور موجود در وسایل نقلیه توسط راننده فشار داده می‌شود تا گشتاور مرجع T را تعیین کند. گشتاور واقعی T که توسط راننده از طریق آکسلراتور کنترل می‌شود، گشتاور مرجع T را دنبال می‌کند.

کنترل سرعت حلقه بسته

حلقه‌های کنترل سرعت یکی از پرکاربردترین حلقه‌های بازخورد در موتورهای الکتریکی هستند. بررسی یک نمودار بلوکی می‌تواند به درک نحوه عملکرد آنها کمک کند.

می‌توانیم از نمودار ببینیم که دو حلقه کنترل وجود دارد که می‌توان آنها را حلقه داخلی و خارجی نامید. حلقه کنترل جریان داخلی جریان مبدل و موتور یا گشتاور موتور را زیر حد امنیتی محدود می‌کند. حالا می‌توانیم عملکرد حلقه کنترل و محرک را با مثال‌های عملی درک کنیم. فرض کنید سرعت مرجع Wm* افزایش یافته و خطای مثبت ΔWm وجود دارد که نشان‌دهنده نیاز به افزایش سرعت است.

حالا حلقه داخلی جریان را افزایش می‌دهد و آن را زیر جریان حداکثر مجاز نگه می‌دارد. و سپس محرک شتاب می‌دهد، وقتی سرعت به سرعت مورد نظر می‌رسد، گشتاور موتور برابر با گشتاور بار می‌شود و کاهش سرعت مرجع Wm نشان‌دهنده عدم نیاز به شتاب بیشتر بلکه نیاز به کاهش سرعت و ترمز با جریان حداکثر مجاز است. بنابراین می‌توان گفت که در زمان کنترل سرعت، عملکرد از حرکت به ترمز و از ترمز به حرکت به صورت مداوم برای عملکرد و حرکت صاف موتور منتقل می‌شود.